单片机工作原理--详细介绍
单片机自动完成赋予它的任务的过程,也就是单片机执行程序的过程,即一条条执行的指令的过程,这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的,一条指令对应着一种基本操作;单片机所能执行的全部指令,就是该单片机的指令系统,不同种类的单片机,其指令系统亦不同。
为使单片机能自动完成某一特定任务,必须把要解决的问题编成一系列指令,这一系列指令的集合就成为
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单片机工作原理--详细介绍
单片机自动完成赋予它的任务的过程,也就是单片机执行程序的过程,即一条条执行的指令的过程,这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的,一条指令对应着一种基本操作;单片机所能执行的全部指令,就是该单片机的指令系统,不同种类的单片机,其指令系统亦不同。
为使单片机能自动完成某一特定任务,必须把要解决的问题编成一系列指令,这一系列指令的集合就成为程序,程序需要预先存放在具有存储功能的部件——存储器中。存储器由许多存储单元组成,每一个存储单元也必须被分配到仅有的地址号,该地址号称为存储单元的地址,这样只要知道了存储单元的地址,就可以找到这个存储单元,其中存储的指令就可以被取出,然后再被执行。
程序通常是顺序执行的,所以程序中的指令也是一条条顺序存放的,单片机在执行程序时要能把这些指令一条条取出并加以执行,必须有一个部件能追指令所在的地址,这一部件就是程序计数器PC,在开始执行程序时,给PC赋以程序中首条指令所在的地址,然后取得每一条要执行的命令,PC在中的内容就会自动增加,增加量由本条指令长度决定,可能是1、2或3,以指向下一条指令的起始地址,保证指令顺序执行。
单片机的相关概述
单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit), 常用英文字母的缩写MCU表示单片机。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器,控制器,存储器,输入输出设备构成,相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机缺少了外围设备等。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的很好选择。它很早是被用在工业控制领域。
由于单片机在工业控制领域的广泛应用,单片机由仅有CPU的处理器芯片发展而来。很早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
INTEL的8080是很早按照这种思想设计出的处理器,当时的单片机都是8位或4位的。其中成功的是INTEL的8051,此后在8051上发展出了MCS51系列单片机系统。因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。尽管2000年以后ARM已经发展出了32位的主频超过300M的单片机,直到现在基于8051的单片机还在广泛的使用。在很多方面单片机比处理器更适合应用于嵌入式系统,因此它得到了广泛的应用。事实上单片机是世界上数量很多处理器,随着单片机家族的发展壮大,单片机和处理器的发展便分道扬镳。
现代人类生活中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。 汽车上一般配备40多片单片机,复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作。
如何解决单片机的抗干扰性问题
防止干扰有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径,但往往很难做到,所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。在提高硬件系统抗干扰能力的同时,软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。
单片机干扰很常见的现象就是复位,至于程序跑飞,其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态,所以单片机软件抗干扰重要的是处理好复位状态。
一般单片机都会有一些标志寄存器,可以用来判断复位原因;另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时,通过判断这些标志,可以判断出不同的复位原因;还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性,用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。
如何学好单片机
学习好单片机,主要的是实践,在实践中增长经验。在校学生的话,实践机会的确会比较少,但是有机会的话,可以毕业实习选择相关的课题,这样就可以接触到实际的项目。而且如果单片机微机原理是一门主课的话,相信学校会安排比较多的实践上机机会。有能力的话,可以找一些相关兼职工作做做,会更有帮助。而且单片机开发应用需要软硬件结合,所以不能只满足于编程技巧如何好,平时也要注意硬件知识的积累,多上上电子论坛网站,买一些相关杂志。可能的话,可以到电子市场去买一些小零件,自己搭一个小系统让它工作起来。
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